JP3012017B2 - Automatic gain control method for radiation measurement device and automatic gain control device - Google Patents
Automatic gain control method for radiation measurement device and automatic gain control deviceInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、被測定試料の密度等を
計測する場合に使用される放射線測定装置に関し、特に
最適のダイナミックレンジでの測定を行うように検出利
得(ゲイン)を自動制御する方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a radiation measuring apparatus used for measuring the density of a sample to be measured and, more particularly, to automatically controlling a detection gain so as to perform measurement in an optimum dynamic range. On how to do it.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、被測定試料の密度等を計測する放
射線測定装置としてγ線密度測定装置が知られている。
従来のγ線密度測定装置の構造を図6と共に説明する
と、この装置は例えば道路の舗装工事において舗装用ア
スファルトを敷設した後に、舗装用アスファルトの密度
を測定することにより、工事状況を検査する場合等に使
用される。そして、舗装用アスファルト等の被測定試料
にγ線パルスを放射する放射線源1と、被測定試料中を
通過して来たγ線パルスを検出するシンチレーションカ
ウンタ等の検出器2とが測定装置の筺体内に設けられ、
更に、検出器2で検出されたパルス列を演算処理するこ
とにより被測定試料の密度ρを算出する演算部3を具備
している。2. Description of the Related Art Heretofore, a gamma ray density measuring device has been known as a radiation measuring device for measuring the density of a sample to be measured.
The structure of a conventional γ-ray density measuring device will be described with reference to FIG. 6. This device is used, for example, for laying pavement asphalt in road pavement work and then measuring the density of the pavement asphalt to check the construction status. Used for etc. Then, a radiation source 1 that emits a gamma ray pulse to a sample to be measured such as asphalt for pavement, and a detector 2 such as a scintillation counter that detects a gamma ray pulse that has passed through the sample to be measured are included in the measuring device. Provided in the housing,
Further, a calculation unit 3 is provided for calculating the density ρ of the sample to be measured by calculating the pulse train detected by the detector 2.
【0003】検出器2で検出された検出信号は、まず演
算部3のパルス増幅器4に入力して増幅及び波形整形が
成され、マルチウィンドウコンパレータ5に供給され
る。マルチウィンドウコンパレータ5は複数のレベル検
出回路を内蔵しており、波形整形された各信号が何れの
信号レベルに属するかを弁別する。そして、処理部6が
予め決められた単位時間当たりの各信号レベル範囲毎の
パルス数を計数し、その計数値のデータを単位時間毎の
周期でCRTディスプレー等に供給することによって、
各信号レベル範囲に対する各計数値を示すパルスハイト
図を表示させる等の処理を行う。The detection signal detected by the detector 2 is first input to a pulse amplifier 4 of an arithmetic unit 3, amplified and shaped, and supplied to a multi-window comparator 5. The multi-window comparator 5 includes a plurality of level detection circuits, and discriminates which signal level each waveform-shaped signal belongs to. Then, the processing unit 6 counts the number of pulses in each signal level range per unit time determined in advance, and supplies data of the counted value to a CRT display or the like at a cycle of unit time.
Processing such as displaying a pulse height diagram indicating each count value for each signal level range is performed.
【0004】したがって、仮に、ある単位時間τ当たり
に、検出器2で検出した信号が図7に示すような分布を
しているとすれば、マルチウィンドウコンパレータ5
は、計測可能な最大のエネルギーに対応した信号レベル
範囲をいくつかの範囲に分割した複数のエネルギーに対
応した信号レベル範囲で夫々の信号のエネルギーレベル
を判別し、処理部6が各エネルギー範囲内に属する信号
の数を計数するので、図8に示すようなエネルギー対計
数値のパルスハイト図が形成される。そして、処理部6
に予め設定された計数値対試料密度の相関曲線データか
ら試料の密度ρを算出する。Therefore, if the signal detected by the detector 2 has a distribution as shown in FIG. 7 per unit time τ, the multi-window comparator 5
Determines the energy level of each signal in a signal level range corresponding to a plurality of energies obtained by dividing the signal level range corresponding to the maximum measurable energy into several ranges. , The pulse height diagram of the energy versus the count value is formed as shown in FIG. And the processing unit 6
The density ρ of the sample is calculated from the correlation curve data of the count value and the sample density set in advance.
【0005】又、処理部6は、検出器2を最適のダイナ
ミックレンジで作動させるために、検出部2に制御電力
を供給するための可変電圧源8の出力電圧を自動調節す
る。この自動調節は、マルチウィンドウコンパレータ5
より転送されてくる計数の為のデータを処理部6が解析
して最適状態か否かを判定し、調節量を示すデータをD
/A変換器7でアナログ信号に変換してこのアナログ信
号のレベルに応じて可変電圧源8の出力電圧を調節する
ことにより行う。The processor 6 automatically adjusts the output voltage of the variable voltage source 8 for supplying control power to the detector 2 in order to operate the detector 2 with an optimum dynamic range. This automatic adjustment is performed by the multi-window comparator 5
The processing unit 6 analyzes the transferred data for counting and determines whether or not the data is in an optimum state.
The conversion is performed by converting the voltage into an analog signal by the / A converter 7 and adjusting the output voltage of the variable voltage source 8 according to the level of the analog signal.
【0006】即ち、検出器2は可変電圧源8から供給さ
れる電圧が変化すると利得が変化する特性を有してい
る。例えば、該電圧が低くなると利得が低下し、逆に電
圧が高くなると利得が高くなる。検出器2の利得を常に
入力信号レベルと散乱γ線エネルギーとの関係が定めら
れた関係となるように自動調節するためには、例えば図
8のパルスハイト図において、放射線源1の崩壊エネル
ギーがマルチウィンドウコンパレータ5に設定されてい
る信号レベル(最適のダイナミックレンジに相当する。
以下、静定信号レベルという)EMに一致するように制
御することにより実現している。図8は最適利得におい
て測定した場合を示しているが、このような放射線測定
器で計測を行うと、検出器2には放射線源1の崩壊エネ
ルギーに相当する高エネルギーのピークP1と、被測定
試料中を散乱することにより現れる散乱γ線パルスの低
域のエネルギー分布P2が現れるので、ピークP1が上
記の静定信号レベルEMと一致するように、検出器2へ
の制御電圧を自動調節することで、最適のダイナミック
レンジを設定している。That is, the detector 2 has a characteristic that the gain changes when the voltage supplied from the variable voltage source 8 changes. For example, as the voltage decreases, the gain decreases, and conversely, as the voltage increases, the gain increases. In order to automatically adjust the gain of the detector 2 so that the relationship between the input signal level and the scattered γ-ray energy always has a predetermined relationship, for example, in the pulse height diagram of FIG. The signal level set in the multi-window comparator 5 (corresponding to the optimum dynamic range).
This is realized by controlling so as to match EM (hereinafter, referred to as a static settling signal level). FIG. 8 shows a case where measurement is performed at the optimum gain. When measurement is performed with such a radiation measuring instrument, the detector 2 has a high energy peak P1 corresponding to the decay energy of the radiation source 1, Since a low-frequency energy distribution P2 of the scattered γ-ray pulse appears by scattering in the sample, the control voltage to the detector 2 is automatically adjusted so that the peak P1 coincides with the above-mentioned static signal level EM. This sets the optimal dynamic range.
【0007】更に、ピークP1と静定信号レベルEMと
が一致しているか否かを判断して、最適処理を行うため
の従来の動作原理を具体的に説明する。図9は、最適な
計測状態に設定されたときの信号レベル対計数値のパル
スハイト図であるが、この状態に自動調整するために
は、静定信号レベルEMを中心としてその両側の予め設
定された所定の信号レベル範囲(ウィンドウ)W1,W
2における計数値Σ1,Σ2が等しくなるように可変電
圧源8の出力電圧を制御する。仮に、検出器2の利得が
高い場合には図10に示すように高エネルギーのピーク
P1が静定信号レベルEMより高い位置に移動するの
で、計数値Σ2より計数値Σ1の方が大きくなる。処理
部6はこの大小関係を判別し可変電圧源8の出力電圧を
下げることによって図10のピーク値P1の位置を静定
信号レベルEMの方向に移動させるように制御する。Further, the conventional operation principle for performing the optimum processing by determining whether the peak P1 and the static signal level EM coincide with each other will be specifically described. FIG. 9 is a pulse height diagram of the signal level versus the count value when the optimum measurement state is set. In order to automatically adjust to this state, a preset value on both sides centering on the static signal level EM is set. Specified signal level ranges (windows) W1, W
The output voltage of the variable voltage source 8 is controlled so that the count values # 1 and # 2 in Eq. If the gain of the detector 2 is high, the high energy peak P1 moves to a position higher than the static signal level EM as shown in FIG. 10, so that the count value Σ1 becomes larger than the count value Σ2. The processing unit 6 discriminates the magnitude relationship and lowers the output voltage of the variable voltage source 8 to control the position of the peak value P1 in FIG. 10 to move in the direction of the static set signal level EM.
【0008】一方、検出器の利得が低い場合には図11
に示すように高エネルギーの計数値P1の位置は静定信
号レベルEMよりも低い位置になるので、計数値Σ2よ
り計数値Σ1の方が小さな値となり、処理部6がこれを
判別して可変電圧源8の出力電圧を上昇させ、検出器2
の利得を上昇させることによって図11に示すピークP
1の位置を静定信号レベルEMの方向へ移動させる。On the other hand, when the gain of the detector is low, FIG.
Since the position of the high-energy count value P1 is lower than the static set signal level EM, the count value よ り 1 is smaller than the count value 、 2, and the processing unit 6 discriminates and changes the value. The output voltage of the voltage source 8 is increased and the detector 2
The peak P shown in FIG.
1 is moved in the direction of the static signal level EM.
【0009】このように従来の放射線測定装置において
は、検出器で検出される放射線源の崩壊エネルギーに対
応するピークP1が予め決められた静定信号レベルEM
と一致するように検出器への制御電圧を自動的にフィー
ドバック制御することにより最適のダイナミックレンジ
を得ていた。As described above, in the conventional radiation measuring apparatus, the peak P1 corresponding to the decay energy of the radiation source detected by the detector has a predetermined static signal level EM.
The optimum dynamic range was obtained by automatically performing feedback control of the control voltage to the detector so as to coincide with the above.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な従来の自動利得制御方法にあっては、図12に示すよ
うに高エネルギー側のピークP1が静定信号レベルEM
の位置よりも大きく外れた場合には、ロック可能状態か
ら外れてしまい、自動制御が困難となる場合があった。
即ち、従来の方法では、図9〜図11に示す計数値Σ1
とΣ2の差から最適状態の有無を判断しているが、この
差を零とするようにフィードバック制御を掛けるだけで
あり、ピークP1が静定信号レベルEMよりどのくらい
ずれているかの判断は行なわれず、直接的に検出器2の
ゲインを調整することは行なわれていなかった。従っ
て、最適のダイナミックレンジに安定化させるのに長時
間を必要とし、又、図12に示すように、ロック可能状
態から外れると自動調節は極めて困難であり、手動操作
を行わなければならないため操作が煩雑であった。However, in such a conventional automatic gain control method, as shown in FIG. 12, the peak P1 on the high energy side has a static set signal level EM.
If the position deviates significantly from the position, the position may deviate from the lockable state, and automatic control may be difficult.
That is, in the conventional method, the count value # 1 shown in FIGS.
Although the presence or absence of the optimum state is determined from the difference between Σ and Σ2, only feedback control is performed so as to make this difference zero, and it is not determined how much the peak P1 is from the static set signal level EM. The direct adjustment of the gain of the detector 2 has not been performed. Therefore, it takes a long time to stabilize to the optimum dynamic range. Further, as shown in FIG. 12, if it is out of the lockable state, automatic adjustment is extremely difficult, and manual operation must be performed. Was complicated.
【0011】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたものであり、最適ダイナミックレンジの設定が
高速で行なわれ且つ精度の高い自動利得制御方法を提供
することを目的としている。The present invention has been made in view of such a conventional problem, and has as its object to provide an automatic gain control method in which an optimum dynamic range is set at a high speed and with high accuracy.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明は、被測定試料に対して放射線を放出す
る放射線源と、該被測定試料中を通過してきた放射線を
検出する検出手段と、該検出手段から出力された検出信
号について複数段階の各エネルギーに対応した信号レベ
ル毎に検出信号の数を計数する計数手段とを備え、該計
数手段で求められた信号レベル対計数値から予め設定さ
れている崩壊エネルギーの静定信号レベルと入射してく
る放射線源の崩壊エネルギーに対応する信号レベルを一
致させるように上記検出手段の利得を自動制御する放射
線測定装置の自動利得制御方法及び自動利得制御装置を
対象とする。SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention provides a radiation source for emitting radiation to a sample to be measured, and a detection source for detecting radiation passing through the sample to be measured. Means, and counting means for counting the number of detection signals for each signal level corresponding to each of a plurality of levels of energy in the detection signal output from the detection means, and the signal level versus the count value obtained by the counting means. Automatic gain control method for a radiation measuring apparatus for automatically controlling the gain of the detection means so that the statically determined signal level of the decay energy set in advance from the signal coincides with the signal level corresponding to the decay energy of the incident radiation source. And an automatic gain control device.
【0013】そして、予め、検出手段の利得を制御する
ための制御電圧を、最低電圧から最大電圧にわたって順
次に変化させた時の各電圧における複数のエネルギーレ
ベル範囲に対応する複数のウィンドウ毎に弁別される信
号の計数値の大小関係を記憶させておき、検出手段に放
射線を検出させた、各ウィンドウ毎に弁別される信号の
計数値の大小関係と上記記憶させた大小関係に基づい
て、最適利得の制御電圧からの誤差を判断し、この誤差
に対応する分の利得制御を検出手段に対して行うように
した。Then, when the control voltage for controlling the gain of the detecting means is sequentially changed from the lowest voltage to the highest voltage, discrimination is made for each of a plurality of windows corresponding to a plurality of energy level ranges at each voltage. The magnitude relation of the count values of the signals to be stored is stored, and the detection means detects the radiation. Based on the magnitude relation of the count values of the signals discriminated for each window and the magnitude relation stored above, An error of the gain from the control voltage is determined, and a gain control corresponding to the error is performed on the detecting means.
【0014】[0014]
【作用】このような本発明の自動利得制御手段によれ
ば、各ウィンドウ毎に弁別される信号の計数値の大小関
係から、検出手段に印加するための最適の印加電圧から
のズレを判定することができ、この誤差に対応する分の
利得制御を検出手段に対して直接行うことができる。こ
の結果、検出手段を最適利得で作動させるための安定化
制御を従来に較べて高速に行うことができる。According to the automatic gain control means of the present invention, the deviation from the optimum applied voltage to be applied to the detection means is determined from the magnitude relation of the count values of the signals discriminated for each window. The gain control corresponding to the error can be directly performed on the detection means. As a result, the stabilization control for operating the detection means at the optimum gain can be performed at a higher speed than in the past.
【0015】[0015]
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面と共に説明す
る。まず、本発明の方法を適用したγ線密度測定装置の
一実施例の構成を図1と共に説明する。同図において、
1は放射線源、2は放射線源1から放射されて被測定試
料中を通ってきたγ線パルスを検出するシンチレーショ
ン検出器、点線内の領域3が演算部である。更に、4は
検出器2から出力された信号を増幅し且つパルス幅整形
を行なうパルス増幅器、5はパルス増幅器4から出力さ
れた各パルス信号のエネルギーに対応した信号レベルを
予め設定された単位時間毎に判別するマルチウィンドウ
コンパレータ、6は処理部であり、マルチウィンドウコ
ンパレータ5で弁別された各エネルギーに対応した信号
レベル毎の信号の数を計数して、その計数値のデータか
ら被測定試料の密度ρを所定の相関曲線に基づいて算出
する等の処理を行う。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, the configuration of an embodiment of a γ-ray density measuring apparatus to which the method of the present invention is applied will be described with reference to FIG. In the figure,
1 is a radiation source, 2 is a scintillation detector for detecting a γ-ray pulse emitted from the radiation source 1 and passed through the sample to be measured, and an area 3 within a dotted line is an arithmetic unit. Further, reference numeral 4 denotes a pulse amplifier for amplifying the signal output from the detector 2 and performing pulse width shaping, and 5 denotes a signal level corresponding to the energy of each pulse signal output from the pulse amplifier 4 for a predetermined unit time. A multi-window comparator 6 for determining the number of signals at each signal level corresponding to each energy discriminated by the multi-window comparator 5 and determining the number of signals at each signal level from the data of the count value; Processing such as calculating the density ρ based on a predetermined correlation curve is performed.
【0016】又、処理部6は、検出器2を最適のダイナ
ミックレンジで作動させるために、検出器2に電力を供
給するための可変電圧源8の出力電圧を自動調節する。
この自動調節は、マルチウィンドウコンパレータ5より
転送されてくる計数の為のデータを処理部6が解析して
最適状態か否かを判定し、調節量を示すデータをD/A
変換器7でアナログ信号に変換してこのアナログ信号の
レベルに応じて可変電圧源8の出力電圧を調節すること
により行う。Further, the processing unit 6 automatically adjusts the output voltage of the variable voltage source 8 for supplying electric power to the detector 2 in order to operate the detector 2 with the optimum dynamic range.
In this automatic adjustment, the processing unit 6 analyzes data for counting transferred from the multi-window comparator 5 to determine whether or not the data is in an optimum state, and outputs data indicating the adjustment amount to D / A.
The conversion is performed by converting into an analog signal by the converter 7 and adjusting the output voltage of the variable voltage source 8 according to the level of the analog signal.
【0017】9はROM(読出し専用メモリ)等で構成
されるルックアップテーブルであり、処理部6が解析し
た結果に対応する調節量のデータを予め記憶しており、
処理部6が解析結果に対応する調節量のデータを読出し
てD/A変換器7へ供給することにより、可変電圧源8
の出力電圧が該調節量のデータに応じて変化するように
なっている。Reference numeral 9 denotes a look-up table constituted by a ROM (read-only memory) or the like, in which data of an adjustment amount corresponding to a result analyzed by the processing section 6 is stored in advance.
The processing unit 6 reads out the data of the adjustment amount corresponding to the analysis result and supplies the data to the D / A converter 7 so that the variable voltage source 8
Is changed according to the data of the adjustment amount.
【0018】又、マルチウィンドウコンパレータ5は例
えば図2に示す構成となっている。即ち、パルス増幅器
4で波形整形等の処理が成された信号がバッファアンプ
を介して複数の比較器CW1〜CW5の一方の入力接点
に供給され、これらの比較器CW1〜CW5の他方の入
力接点はラダー抵抗を介して夫々所定の異なる基準電位
に設定されている。そして、比較器CW1〜CW5の出
力がラッチ回路10の入力接点に接続している。尚、パ
ルス増幅器4は検出器2からの信号が印加されるタイミ
ングに同期してリセット信号RSを発生し、ラッチ回路
10はこのリセット信号RSに同期して内部データをデ
コーダ11へ転送すると共に内部状態をリセットするの
で、検出信号が供給されるタンミングに同期して比較器
CW1〜CW5からの新たなデータを逐次ラッチして転
送を行う。The multi-window comparator 5 has, for example, the configuration shown in FIG. That is, a signal that has been subjected to processing such as waveform shaping by the pulse amplifier 4 is supplied to one input contact of a plurality of comparators CW1 to CW5 via a buffer amplifier, and the other input contact of these comparators CW1 to CW5. Are set to predetermined different reference potentials via ladder resistors. The outputs of the comparators CW1 to CW5 are connected to the input contacts of the latch circuit 10. The pulse amplifier 4 generates a reset signal RS in synchronization with the timing at which the signal from the detector 2 is applied, and the latch circuit 10 transfers internal data to the decoder 11 and Since the state is reset, new data from the comparators CW1 to CW5 are sequentially latched and transferred in synchronization with the timing at which the detection signal is supplied.
【0019】デコーダ11はラッチ回路10のデータを
所定形式のデータに変換し、FIFOメモリ等のメモリ
12に逐一記憶させる。そして、メモリ12のデータは
処理部6へ供給される。ここで、比較器CW1〜CW5
に印加される夫々の基準電位は、測定可能なエネルギー
に対応した信号レベル範囲を適宜に区分けするために設
定されている。例えば図9に示すパルスハイト図におい
て、比較器CW1に設定されている基準電位はウィンド
ウW1に該当するレベルの信号を弁別し、比較器CW2
に設定されている基準電位はウィンドウW2に該当する
レベルの信号を弁別し、比較器CW3に設定されている
基準電位はウィンドウW3に該当するレベルの信号を弁
別し、比較器CW4に設定されている基準電位はウィン
ドウW4に該当するレベルの信号を弁別し、比較器CW
5に設定されている基準電位はウィンドウW5に該当す
るレベルの信号を弁別するように設定されている。The decoder 11 converts the data of the latch circuit 10 into data of a predetermined format and stores the data in a memory 12 such as a FIFO memory one by one. Then, the data in the memory 12 is supplied to the processing unit 6. Here, the comparators CW1 to CW5
Are set in order to appropriately divide the signal level range corresponding to the measurable energy. For example, in the pulse height diagram shown in FIG. 9, the reference potential set in the comparator CW1 discriminates the signal of the level corresponding to the window W1, and the comparator CW2
The reference potential set in the comparator CW3 discriminates the signal of the level corresponding to the window W2, and the reference potential set in the comparator CW3 discriminates the signal of the level corresponding to the window W3. The reference potential present discriminates the signal of the level corresponding to the window W4, and the comparator CW
The reference potential set to 5 is set so as to discriminate the signal of the level corresponding to the window W5.
【0020】次に、かかる構成を有する装置の自動調節
機能を説明する。まずウィンドウ毎に弁別される信号の
計数値の大小関係と可変電圧源8の制御電圧との関係に
ついて説明する。可変電圧源8の出力電圧を最低電圧
(検出器2が測定動作可能となるための最低電圧)Vm
から最大電圧(検出器2が測定動作可能となるための最
大電圧)VMに渡って順次に変化させ、各印加電圧で検
出部2に放射線を検出させると共に、マルチウィンドウ
コンパレータ5の各ウィンドウW1〜W5に該当する各
信号の数を計数すると、図3に示すような可変電圧源8
の出力電圧計数値の関係が得られる。尚、図3中の曲線
W1は比較器CW1で検出される信号の計数値の分布を
示し、同様に、曲線W2は比較器CW2で検出される信
号の計数値の分布、曲線W3は比較器CW3で検出され
る信号の計数値の分布、曲線W4は比較器CW4で検出
される信号の計数値の分布、曲線W5は比較器CW5で
検出される信号の計数値の分布であり、夫々の分布W1
〜W5の最大値を1として正規化したものである。Next, an automatic adjusting function of the apparatus having the above-described configuration will be described. First, the relationship between the magnitude of the count value of the signal discriminated for each window and the control voltage of the variable voltage source 8 will be described. The output voltage of the variable voltage source 8 is set to the minimum voltage (minimum voltage for enabling the detector 2 to perform the measurement operation) Vm
To the maximum voltage (maximum voltage for enabling the detector 2 to perform the measurement operation) VM, and the detection unit 2 detects the radiation with each applied voltage, and the respective windows W1 to W1 of the multi-window comparator 5 When counting the number of each signal corresponding to W5, the variable voltage source 8 as shown in FIG.
Is obtained. The curve W1 in FIG. 3 shows the distribution of the count value of the signal detected by the comparator CW1, the curve W2 similarly shows the distribution of the count value of the signal detected by the comparator CW2, and the curve W3 shows the distribution of the count value. The distribution of the count value of the signal detected by CW3, the curve W4 is the distribution of the count value of the signal detected by the comparator CW4, and the curve W5 is the distribution of the count value of the signal detected by the comparator CW5. Distribution W1
The maximum value of ~ W5 is normalized as 1.
【0021】又、図3中の電圧V0は、放射線源1の崩
壊エネルギーに対応するピークが静定信号レベルEMに
一致した最適状態にある場合(図9参照)の可変電圧源
8の出力電圧である。図3から明らかなように、夫々の
ウィンドウW1〜W5の正規化値は、可変電圧源8の出
力電圧に応じて固有の大小関係を持っている。従って、
実際の測定を行ったときに処理部6でウィンドウW1〜
W5毎の計数値の夫々の大小関係を比較することによっ
て、検出部2の利得が高いか否か、即ち、図10や図1
1に示すように、放射線源1の崩壊エネルギーに対応す
るピークが静定信号レベルEMと一致していないか否か
の判断を行う。The voltage V0 in FIG. 3 is the output voltage of the variable voltage source 8 when the peak corresponding to the decay energy of the radiation source 1 is in an optimum state that matches the static signal level EM (see FIG. 9). It is. As is clear from FIG. 3, the normalized values of the respective windows W1 to W5 have a unique magnitude relationship according to the output voltage of the variable voltage source 8. Therefore,
When the actual measurement is performed, the processing unit 6 sets the windows W1 to W1.
By comparing the magnitude relations of the count values for each W5, it is determined whether the gain of the detection unit 2 is high, that is, FIG.
As shown in FIG. 1, it is determined whether or not the peak corresponding to the decay energy of the radiation source 1 does not match the static signal level EM.
【0022】まず、図3において、ウィンドウW1の範
囲の正規化値をn1、ウィンドウW2の範囲の正規化値
をn2、ウィンドウW3の範囲の正規化値をn3、ウィ
ンドウW4の範囲の正規化値をn4、ウィンドウW5の
範囲の正規化値をn5とすれば、可変電圧源8の出力電
圧(以下、制御電圧)Vが、Vm≦V≦V1の範囲にあ
る場合の各ウィンドウW1〜W5の大小関係を判定する
と、n5>n4>n3>n2>n1の関係が成立してい
る。First, in FIG. 3, the normalized value of the range of the window W1 is n1, the normalized value of the range of the window W2 is n2, the normalized value of the range of the window W3 is n3, and the normalized value of the range of the window W4. Is n4 and the normalized value of the range of the window W5 is n5, the output voltage (hereinafter, control voltage) V of the variable voltage source 8 is in the range of Vm ≦ V ≦ V1. When the magnitude relationship is determined, the relationship of n5>n4>n3>n2> n1 is established.
【0023】同様に、V1<V≦V2の範囲の電圧につ
いては、n4>n5>n2>n1>n3の関係が成立し
ている。更に、V2<V≦V3の範囲の電圧について
は、n4>n2>n5>n1>n3の関係が成立してお
り、他の電圧範囲についても一義的に大小関係が成立し
ている。Similarly, for voltages in the range of V1 <V ≦ V2, the relationship of n4>n5>n2>n1> n3 holds. Further, for voltages in the range of V2 <V ≦ V3, the relationship of n4>n2>n5>n1> n3 is established, and the magnitude relationship is also uniquely established for other voltage ranges.
【0024】従って、これらの大小関係を使えば、最適
のダイナミックレンジを設定するための制御電圧Vと現
在の制御電圧が具体的に何ボルトの差があるかを決める
ことができる。即ち、ルックアップテーブル9には、例
えば図4に示すように、各大小関係に対応して、変更す
べき電圧のデータが予め格納されており、処理部6が大
小関係の判定結果に対応するデータを読出して可変電圧
源8へ供給する。Therefore, by using these magnitude relations, it is possible to specifically determine how many volts are different between the control voltage V for setting the optimum dynamic range and the current control voltage. That is, in the lookup table 9, as shown in FIG. 4, for example, data of the voltage to be changed is stored in advance corresponding to each magnitude relationship, and the processing unit 6 corresponds to the determination result of the magnitude relationship. The data is read and supplied to the variable voltage source 8.
【0025】ここで、変更すべき電圧のデータは次の方
法で決められている。即ち、大小関係で判断できる制御
電圧Vの範囲の中間電圧と最適電圧V0との偏差が設定
され、例えば図4に示すように、n5>n4>n2>n
1>n3の関係にあるときの制御電圧Vは、Vm≦V≦
V1の範囲で特定されるので、上記中間電圧は、(Vm
+V1)/2とし、変更すべき電圧はV0−(Vm+V
1)/2となる。Here, the data of the voltage to be changed is determined by the following method. That is, a deviation between the intermediate voltage in the range of the control voltage V that can be determined based on the magnitude relation and the optimum voltage V0 is set. For example, as shown in FIG. 4, n5>n4>n2> n
The control voltage V in the relationship of 1> n3 is Vm ≦ V ≦
Since the voltage is specified in the range of V1, the intermediate voltage is (Vm
+ V1) / 2, and the voltage to be changed is V0− (Vm + V
1) / 2.
【0026】尚、中間電圧の値は誤差があるが、最適状
態に近い制御電圧を初期的に設定することができるの
で、従来のロック不能状態からの脱出を行うには充分の
制御が達成されることとなり、この初期の段階での制御
が完了してからは従来例で説明した利得制御を行うこと
で、高速の電圧調整を行うことができる。又、図3,図
4に示したようなルックアップテーブル9と各電圧毎の
正規化値は、予め一回の計測を行うことにより求めるこ
とができる。その後の実際の測定において外部環境の変
化の経年変化等により制御電圧の絶対値が変化しても、
その相対値(正規化値)はそれほど変化しないので、一
度設定しておけば、継続的に図4に示すようなルックア
ップテーブル9のデータを利用することができる。Although there is an error in the value of the intermediate voltage, a control voltage close to the optimum state can be initially set, so that sufficient control for escaping from the conventional lock disabled state is achieved. That is, after the control at the initial stage is completed, the gain control described in the related art can be performed to perform high-speed voltage adjustment. Further, the look-up table 9 as shown in FIGS. 3 and 4 and the normalized value for each voltage can be obtained by performing one measurement in advance. Even if the absolute value of the control voltage changes due to the aging of the external environment in the actual measurement after that,
Since the relative value (normalized value) does not change so much, once it is set, the data of the lookup table 9 as shown in FIG. 4 can be continuously used.
【0027】次に、他の実施例の制御方法を図5と共に
説明する。尚、装置化した場合の構成は図1及び図2に
示すのと同様である。この実施例では、第1の実施例の
説明において図3に示したような各ウィンドウ毎の最大
値で正規化処理をするのではなく、各ウィンドウ毎の計
数値を所定の定数kで割算している。したがって、夫々
の割算結果は1を越える場合があるが、第1の実施例と
同様の大小関係の判定を行うことができる。特に、定数
kを放射線測定装置固有の特性に応じた値にすることに
より、例えば種類のことなる装置に適した制御を行うこ
とができる。Next, a control method according to another embodiment will be described with reference to FIG. Note that the configuration when the device is implemented is the same as that shown in FIGS. In this embodiment, instead of performing the normalization processing with the maximum value for each window as shown in FIG. 3 in the description of the first embodiment, the count value for each window is divided by a predetermined constant k. are doing. Therefore, although the respective division results may exceed 1, the magnitude relationship can be determined in the same manner as in the first embodiment. In particular, by setting the constant k to a value corresponding to the characteristic characteristic of the radiation measuring apparatus, for example, control suitable for different types of apparatuses can be performed.
【0028】又、各ウィンドウ毎の計数値の大小関係か
ら制御電圧を一義的に求めることができる場合にはk=
1に設定し、上記割算処理を省略してもよい。以上に説
明したこれらの実施例にあっては、各ウィンドウ間の計
数値(正規化値)の大小関係を全てのウィンドウについ
て判定する場合を示したが、これに限らず、最大の正規
化値だけを判定してこれに基づいて変更すべき電圧を決
定してもよい。When the control voltage can be uniquely obtained from the magnitude relation of the count value for each window, k =
The division may be set to 1 to omit the division process. In these embodiments described above, the case where the magnitude relationship of the count value (normalized value) between the windows is determined for all the windows has been described. However, the present invention is not limited to this. May be determined, and the voltage to be changed may be determined based on this.
【0029】又、検出器としてシンチレーションカウン
タを適用する場合を説明したが、これに限定されず、他
の種類の放射線源を適用する場合にも本発明の利得制御
手段を適用することができる。Although the case where the scintillation counter is applied as the detector has been described, the present invention is not limited to this, and the gain control means of the present invention can be applied to the case where other types of radiation sources are applied.
【0030】[0030]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、放
射線を検出するための検出手段を動作させるための制御
電圧を、最低電圧から最大電圧にわたって順次に変化さ
せた時の各電圧における複数のエネルギーレベル範囲に
対応する複数のウィンドウ毎に弁別される信号の計数値
の大小関係を記憶させておき、各電圧において検出手段
に放射線を検出させて、各ウィンドウ毎に弁別させる信
号の計数値の大小関係と上記記憶させた大小関係に基づ
いて、最適利得の制御電圧からの誤差を判断し、この誤
差に対応する分の利得制御を検出手段に対して行うよう
にしたことによって、各ウィンドウ毎に弁別される信号
の計数値の大小関係から、検出手段に印加するための最
適の印加電圧からのズレを判定することができ、この誤
差に対応する分の利得制御を検出手段に対して直接行う
ことができる。この結果、検出手段を最適利得で作動さ
せるための安定化制御を従来に較べて高速に行うことが
できる。As described above, according to the present invention, a plurality of control voltages for operating the detecting means for detecting radiation are sequentially changed from the lowest voltage to the highest voltage. The magnitude relation of the count value of the signal discriminated for each of a plurality of windows corresponding to the energy level range is stored, and the detection means detects radiation at each voltage, and the count value of the signal discriminated for each window. An error from the control voltage of the optimal gain is determined based on the magnitude relationship of the above and the magnitude relationship stored above, and the gain control corresponding to the error is performed on the detection means, so that each window is controlled. The deviation from the optimum applied voltage for applying to the detecting means can be determined from the magnitude relationship of the count values of the signals discriminated every time, and the deviation corresponding to this error can be determined. It can be carried out directly on the detector and the resulting control. As a result, the stabilization control for operating the detection means at the optimum gain can be performed at a higher speed than in the past.
【図1】本発明を適用した放射線測定装置の一実施例の
構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of a radiation measuring apparatus to which the present invention is applied.
【図2】図1中のマルチウィンドウコンパレータの構成
を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of a multi-window comparator in FIG.
【図3】一実施例の利得制御の作用効果を説明するため
の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining an operation and effect of the gain control according to the embodiment;
【図4】一実施例の利得制御の作用効果を説明するため
の他の説明図である。FIG. 4 is another explanatory diagram for explaining the function and effect of the gain control according to the embodiment;
【図5】他の実施例の利得制御の作用効果を説明するた
めの説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining an operation and effect of gain control of another embodiment.
【図6】従来の放射線測定装置の構成を示すブロック図
である。FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a conventional radiation measurement device.
【図7】図6に示す放射線検出信号を時系列に示す図で
ある。7 is a diagram showing the radiation detection signals shown in FIG. 6 in chronological order.
【図8】図7の検出結果に対応するパルスハイト図を示
す図である。FIG. 8 is a diagram showing a pulse height diagram corresponding to the detection result of FIG. 7;
【図9】従来の利得制御の原理をパルスハイト図で説明
するための説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram for explaining the principle of conventional gain control with a pulse height diagram.
【図10】従来の利得制御の原理を更にパルスハイト図
で説明するための説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram for further explaining the principle of conventional gain control with a pulse height diagram.
【図11】従来の利得制御の原理を更にパルスハイト図
で説明するための説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram for further explaining the principle of conventional gain control with a pulse height diagram.
【図12】従来の利得制御の問題点をパルスハイト図で
説明するための説明図である。FIG. 12 is an explanatory diagram for explaining a problem of the conventional gain control with a pulse height diagram.
2;検出器 4;パルス増幅器 5;マルチウィンドウコンパレータ 6;処理部 7;D/A変換器 8;可変電圧源 9;ルックアップテーブル 10;ラッチ回路 11;デコーダ 12;メモリ CW1〜CW5;比較器 2; detector 4: pulse amplifier 5; multi-window comparator 6; processing unit 7; D / A converter 8; variable voltage source 9; look-up table 10; latch circuit 11; decoder 12;
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 9/24 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G01N 9/24
Claims (2)
射線源と、該被測定試料中を通過してきた放射線を検出
する検出手段と、該検出手段から出力された検出信号に
ついて複数段階の各エネルギーに対応した信号レベル毎
に検出信号の数を計数する計数手段とを備え、該計数手
段で求められた信号レベル対計数値から予め設定されて
いる崩壊エネルギーの静定信号レベルと入射してくる放
射線源の崩壊エネルギーに対応する信号レベルを一致さ
せるように上記検出手段の利得を自動制御する放射線測
定装置の自動利得制御方法において、予め、前記検出手
段の利得を制御するための制御電圧を、最低電圧から最
大電圧にわたって順次に変化させた時の各電圧における
複数のエネルギーレベル範囲に対応する複数のウィンド
ウ毎に弁別される信号の計数値の大小関係を記憶させて
おき、検出手段に放射線を検出させて、各ウィンドウ毎
に弁別される信号の計数値の大小関係と上記記憶させた
大小関係に基づいて、最適利得の制御電圧からの誤差を
判断し、この誤差に対応する分の利得制御を検出手段に
対して行うことを特徴とする放射線測定装置の自動利得
制御方法。1. A radiation source for emitting radiation to a sample to be measured, a detecting means for detecting radiation passing through the sample to be measured, and a detection signal output from the detecting means in each of a plurality of stages. Counting means for counting the number of detection signals for each signal level corresponding to energy, and a predetermined statically-determined signal level of decay energy is input from the signal level versus the count value obtained by the counting means. In the automatic gain control method of the radiation measuring device for automatically controlling the gain of the detection means so as to match the signal level corresponding to the decay energy of the coming radiation source, a control voltage for controlling the gain of the detection means is set in advance. , Signals that are discriminated by a plurality of windows corresponding to a plurality of energy level ranges at each voltage when sequentially changed from the lowest voltage to the highest voltage. The magnitude relation between the count values of the signals is stored in advance, and the detection means detects the radiation. Based on the magnitude relation between the count values of the signals discriminated for each window and the magnitude relation stored as described above, the optimum gain of the optimum gain is determined. An automatic gain control method for a radiation measuring apparatus, comprising: determining an error from a control voltage, and performing gain control corresponding to the error to a detection unit.
射線源と、該被測定試料中を通過してきた放射線を検出
する検出手段と、該検出手段から出力された検出信号に
ついて複数段階の各エネルギーに対応した信号レベル毎
に検出信号の数を計数する計数手段とを備え、該計数手
段で求められた信号レベル対計数値から予め設定されて
いる崩壊エネルギーの静定信号レベルと入射してくる放
射線源の崩壊エネルギーに対応する信号レベルを一致さ
せるように上記検出手段の利得を自動制御する放射線測
定装置の自動利得制御装置において、予め、前記検出手
段の利得を制御するための制御電圧を、最低電圧から最
大電圧にわたって順次に変化させた時の各電圧における
複数のエネルギーレベル範囲に対応する複数のウィンド
ウ毎に弁別される信号の計数値の大小関係を記憶する記
憶手段と、検出手段に放射線を検出させて、各ウィンド
ウ毎に弁別される信号の計数値の大小関係と上記記憶手
段の大小関係に基づいて、最適利得の制御電圧からの誤
差を判断し、該誤差に対応する分の利得制御を検出手段
に対して行う制御手段とを具備することを特徴とする放
射線測定装置の自動利得制御装置。2. A radiation source for emitting radiation to a sample to be measured, detecting means for detecting radiation passing through the sample to be measured, and a plurality of stages of detection signals output from the detecting means. Counting means for counting the number of detection signals for each signal level corresponding to energy, and a predetermined statically-determined signal level of decay energy is input from the signal level versus the count value obtained by the counting means. In the automatic gain control device of the radiation measuring device for automatically controlling the gain of the detection means so as to match the signal level corresponding to the decay energy of the coming radiation source, a control voltage for controlling the gain of the detection means is set in advance. , Signals that are discriminated by a plurality of windows corresponding to a plurality of energy level ranges at each voltage when sequentially changed from the lowest voltage to the highest voltage. Storage means for storing the magnitude relation between the count values of the signals, and detecting means for detecting radiation, and determining the optimum gain based on the magnitude relation between the count values of the signals discriminated for each window and the magnitude relation of the storage means. An automatic gain control device for a radiation measuring apparatus, comprising: a control unit that determines an error from the control voltage of the control unit and performs gain control corresponding to the error to a detection unit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3066052A JP3012017B2 (en) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | Automatic gain control method for radiation measurement device and automatic gain control device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP3066052A JP3012017B2 (en) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | Automatic gain control method for radiation measurement device and automatic gain control device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH04301541A JPH04301541A (en) | 1992-10-26 |
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JP3066052A Expired - Lifetime JP3012017B2 (en) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | Automatic gain control method for radiation measurement device and automatic gain control device |
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-
1991
- 1991-03-29 JP JP3066052A patent/JP3012017B2/en not_active Expired - Lifetime
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JPH04301541A (en) | 1992-10-26 |
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